PLC技术在电气控制装置中的运用

摘　要：作为广泛应用于我国社会各领域的技术形式，PLC技术在电气控制领域中有着较高应用价值，相关理论研究与实践探索大量涌现便能够证明这一现状。基于此，简单介绍了常用电气装置控制系统，并结合实例，深入探讨PLC技术应用途径，希望能够为相关专业提供可以参考的理论依据。

关键词：PLC技术 电气控制装置 控制系统

基于计算机基础支持，PLC技术可通过编程实现逻辑控制，具备体积小、操作简单、速度快、能耗低以及控制精确等优势。结合实际调研可以发现，PLC技术在我国机械控制装置、集中型控制系统、分散式控制系统、生产参数控制以及开关逻辑控制等方面得到了广泛应用。为更好发挥PLC技术控制作用，本文将围绕该课题开展具体研究。1　常用的电气装置控制系统

PLC控制系统、FCS控制系统以及DCS控制系统均属于常见的电气装置控制系统，PLC技术在其中发挥着关键性作用。常用的电气装置控制系统主要应用领域及特点如下。1.1　PLC控制系统

本文研究的PLC控制系统属于PLC技术的集成应用成果，也可以将其称为可编程逻辑控制器。PLC控制器主要由中央处理单元、电源、存储器、输入\\输出回路以及程式输入装置组成，其功能发挥需得到扫描技术支持。结合相关调研可以发现，PLC控制系统在我国各领域有着较为广泛的应用，如钢铁、交通运输、汽车以及娱乐等，主要应用领域包括模拟量控制、运动控制、开关量逻辑控制、数据处理等、通信及联网等。1.2　FCS控制系统

作为电气控制装置中应用的主要控制形式之一，FCS系统可较好地满足机电设备智能化和自动化发展需要，故也被称为现场总线型控制系统。FCS系统可以直接构建具备双向性特点通信网络，良好的网络开发环境可较好满足机电设备控制需要，网络中设备的运用和传递也由此实现，机械的最佳运行效果得到保障。另外，FCS系统还具备提供全面网络服务能力，相关电气设备的功能可由此在网络环境中得到更好发挥，智能开发也能够同时实现长足推进，最终实现最大化的设备应用效果，该系统的应用价值可见一斑。1.3　DCS控制系统

DCS控制系统同样是电气控制装置中常用形式之一，该系统可实现控制危险性分散、管理和显示集中，被称作集散型控制系统。DCS系统需要得到通信技术、控制技术与计算机技术支持；配合特定网络，即可实现现场监测站、控制站的连接，最终实现综合控制。DCS系统主要由控制、显示和通信总线三部分组成；危险分散、信息集中属于该系统设计基本原则，通过高度集成化信息，即可满足设备运行全过程优化需要，相应控制设备也能够始终维持最佳运行状态。如出现故障，DCS系统可基于相关信息快速分散故障部分，并开展针对性调整，整体设备受到影响可由降到最低。2　实例分析

2.1　气动机械手控制系统

为提升研究实践价值，本文以气动机械手控制系统为研究对象，以PLC技术为核心。PLC技术在该系统中的应用需分析气动机械手控制要求，并基于流程图、PLC外部电路接线以及现场信号进行编制。气动机械手控制系统主要用于机械手控制，该系统需满足继电接触器控制技术与传感器技术需求，所以整个系统由手动操作功能模块、半自动化操作功能模块以及全自动化操作功能模块三部分组成。系统的气动控制元件主要包括单向阀、单向节流阀和先导式电磁阀，气动执行元件配置则包括气缸和气马达；气压系统采用元器件包括三位五通电磁阀、节流阀、气爪缸、摆动气缸、垂直无杆气缸以及水平无杆气缸。2.2　PLC硬件接线

PLC系统主要由CPU、存储器、输入输出接口、编程器、电源、外部设备接口和I/O扩展接口组成，其工作过程可细分为输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段，为保证PLC技术较好服务于气动机械手控制系统，具体设计需重点关注PLC机型选择与容量选择，尽可能减少I/O点。设计主要基于Modbus通讯协议展开，结合I/O点分配原则，共包括气爪伸出及旋转限位开关、起停开关、工作模式开关、气爪夹紧以及手动按钮在内的20点输入及9点输出，最终选择了FX2N-64MR型号的PLC，由三菱公司生产。该PLC输入和输出继电器均为32点，可较好满足设计需要。另外，该PLC辅助继电器、状态继电器、定时器分别为384点、1000点和256点，配合数据寄存器与计数器，更好地满足了系统需要。

2.3　PLC控制系统设计2.3.1　软件设计

PLC空隙系统设计引入了分治法、贪婪法、回溯法以及递推法，由此即可针对性开展系统软件设计。首先，要明确顺序功能图，结合控制任务要求，系统动作线路依次执行流程为摆动缸左摆→水平气缸伸出→垂直气缸伸出→吸持工件→垂直操作，由此画出程序流程图；其次，基于程序流程图，设计人员还应画出气动机械手总体状态转移图，保证控制方式单一性，避免发生危险或错误。2.3.2　梯形图程序

梯形图设计需围绕手动操作方式和自动操作程序的执行切换展开，本文采用起保停方法，即可得出以STL为特

192现代制造技术与装备2019第9期　总第274期征的步进梯形图，由此可基于PLC系统，针对性开展手动梯形图程序与自动梯形图程序设计。2.3.3　系统实现基于上述思路，设计了基于PLC技术的气动机械手控制系统。该系统采用Gx-Developer8软件，并在程序输入与仿真调试环节明确了PLC程序规则，如操作数与指令间留有空格、垂直线段与触点紧密相连以及触点间紧密相连；同时，还明确了逻辑量阶段、顺控阶段、汇编阶段以及提高阶段的学习知识点。基于三菱类PLC应用程序，可按照“创建新文件→打开文件→转换操作→保存文件”的流程完成各类程序录入。

在手动操作程序仿真调试中，需录入梯形图手动操作程序，并针对性开展程序辅助性工作，而在自动操作程序仿真调试中，具体流程可概括为录入程序→检查程序与参数→程序仿真操作→I/O系统设定→仿真操作。以检查程序与参数为例，需基于三菱公司提供的SFC编程方法与GX-Developer软件展开，通过应用软件中的程序检查、参数检查功能，即可对基本代码、语法进行检查，并同时完成各类参数检查，保证PLC技术更好服务于气动机械手控制系统。基于PLC技术的气动机械手控制系统具备可操作性较好、检查手段可靠、操作简单方便以及人机界面友好等优势，PLC技术的应用价值由此得以实现最大化发挥。3　结语

PLC技术能够在电气控制装置中发挥关键性作用。在此基础上，本文涉及的气动机械手控制系统、PLC硬件接线以及PLC控制系统设计等内容，则提供了可行性较高的（上接第190页）用日益广泛，计算机技术发展提升了PLC设计和制造水平，使得电气设备的存储容量以及运算速度等方面表现更加成熟。通过实践表明，未来PLC技术在电气设备中会更深入运用，随着PLC技术加强，会使电器设备功能更加完善，未来产品规格会不断增多。人机交互界面功能也会随之完善，通信设备更加合理，以满足不同电气设备需要。未来我国大型工业电气设备增多，PLC控制技术在大型电气设备控制系统中将发挥核心作用。在DCS系统中已经应用到PLC技术，而且效果不错。未来应用中将依据其智能化以及网络化等特点，应用在电气设备自动化中，随着研究深入将更加完善。5　结语

随着我国工业化发展步伐不断前进，电气设备控制系统应用频次增大，控制系统常处在超负荷状态，生产安全系数降低，会阻碍企业健康发展。因此，相关单位要在电气设备控制中应用PLC技术，降低抗干扰能力，处理好通信协议间的兼容问题，满足多样化需求，以带动行业发展。PLC技术应用在电气设备自动化控制是发展必然趋势，依赖于计算机以及通信技术，有效提升电气设备控制效率。在PLC应用中要加强技术研究，做好改进工作，使PLC技术在电气设备中充分发挥其优势，促进我国工业健康发展。

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Application of PLC Technology in Electrical Control Device

(Zhongshan Zhongyue Tin Makou Industry Co., Ltd., Zhongshan 528437)

Abstract: As a technical form widely used in various fields of our society, PLC technology has a high application value in the field of electrical control, and the emergence of relevant theoretical research and practical exploration can prove this situation. Based on this, a brief introduction to the common electrical device control system, combined with examples, in-depth discussion of the application of PLC technology, hoping to provide a theoretical basis for the relevant professionals.

Key words: PLC technology, electrical control unit, control system

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HUANG Yimin

Application of PLC Technology in Electrical Equipment Automation Control

(Langfang Municipal Facilities Management Office, Langfang 065000)

Abstract: China’s automation technology continues to evolve and is constantly being updated in use. With the advancement of science and technology, PLC technology has been widely used in the automation of electrical equipment. In practice, to effectively use PLC technology, we must continuously optimize PLC technology, and integrate more technologies to improve the level of automation control to meet the needs of social applications. Based on this, it mainly expounds the characteristics and advantages of PLC technology, and discusses the specific application practice in the automation control of electrical equipment, aiming to improve the application effect of PLC technology.

Key words: PLC technology, electrical equipment, automatic control

SHI Wei